Австралійський стартап Cortical Labs навчив біокомп’ютер на основі людських нейронів грати в DOOM

Австралійський біотехнологічний стартап Cortical Labs продемонстрував значний прорив у сфері біологічних обчислень, представивши можливості адаптивного навчання в реальному часі на своїй інноваційній платформі CL-1. Ця унікальна система, що базується на культивованих людських нейронах, вперше успішно взаємодіяла з тривимірним середовищем культової відеогри DOOM. Досягнення, зафіксоване станом на березень 2026 року, є важливою еволюційною сходинкою порівняно з демонстрацією 2021 року, коли попередня розробка під назвою DishBrain опановувала значно простішу двовимірну гру Pong.

Платформа CL-1, яку розробники позиціонують як перший у світі програмований біологічний комп’ютер, функціонує завдяки приблизно 200 000 людських нейронів. Ці клітини були вирощені зі стовбурових клітин крові та розміщені на високощільному мікроелектродному масиві (HD-MEA). Процес взаємодії з ігровим світом вимагає складного перетворення цифрових даних у специфічну біологічну мову. Візуальна інформація з DOOM трансформується в патерни електричної стимуляції, що спрямовуються на нейронну культуру, а зворотні реакції клітин інтерпретуються як ігрові дії, включаючи навігацію лабіринтами, ідентифікацію супротивників та ведення вогню.

Дослідницька група під керівництвом головного наукового співробітника Бретта Кагана застосувала метод структурованого зворотного зв'язку для навчання системи. Передбачувані та стабільні сигнали слугували своєрідною винагородою за правильні дії, тоді як нерегулярні та хаотичні імпульси вказували на помилки, що стимулювало біологічну мережу до самостійної адаптації. Примітно, що незалежний розробник Шон Коул зміг запрограмувати систему для гри в DOOM всього за один тиждень, використовуючи пропрієтарну операційну систему з Python API. Це підтверджує високий рівень абстракції між програмним кодом та біологічним обладнанням.

Попри вражаючі результати, у Cortical Labs визнають, що поточна продуктивність системи все ще перебуває на початковому рівні. На даному етапі нейронні клітини діють як абсолютні новачки, яким бракує просторової пам'яті або стратегічного мислення, необхідних для повноцінного проходження складних рівнів гри. Генеральний директор Хон Вень Чонг підкреслює, що CL-1 не створювався для заміни традиційних кремнієвих процесорів. Основна мета розробки — створення спеціалізованих фізичних систем штучного інтелекту для дронів та роботів, які потребують високої швидкості реакції в реальному часі при мінімальному споживанні енергії.

Питання енергоефективності є ключовою перевагою біокомп’ютингу в умовах глобальної енергетичної кризи, спричиненої розвитком ШІ. Кожен блок CL-1 споживає лише близько 30 ват, що значно менше за енергопотреби будь-якого сучасного графічного процесора (GPU). У межах комерціалізації технології компанія Cortical Labs, що базується в Мельбурні, оголосила про запуск першого прототипу Біоцентру обробки даних, який містить 120 блоків CL-1. Крім того, у партнерстві з фірмою DayOne планується створення ще більшого підприємства в Сінгапурі, де на різних етапах буде розміщено до 1 000 блоків CL-1.

Сінгапурський проєкт, що реалізується за участю Медичної школи Yong Loo Lin Національного університету Сінгапуру, стане першою подібною установкою за межами Австралії та слугуватиме випробувальним полігоном для масштабування технологій «мокрих» обчислень. Компанія, заснована у 2019 році, вже неодноразово опинялася в центрі уваги, зокрема у 2022 році, коли робота з нейронами в межах проєкту DishBrain викликала жваві етичні дискусії. Зараз Cortical Labs надає дослідникам доступ до своєї інноваційної платформи через хмарний сервіс Cortical Cloud, що дозволяє працювати з живими нейронними мережами у віддаленому режимі.